JP6727132B2 - 走行モード間の遷移の中断を考慮に入れた、自動車用ハイブリッドトランスミッションの制御方法 - Google Patents

Description

本発明の技術分野は、各種のモードがある自動車用ハイブリッドトランスミッションの制御に関し、特に、走行モード切替の中断に係るトランスミッションの制御に関する。

図１に自動車用ハイブリッドトランスミッションを示し、その一次側シャフト１にはフライホイール２が接続され、フライホイール２には内燃機関３が接続される。

第２の一次側シャフト６は、第１の一次側シャフト１と同心で、電気機械７に接続されている。

２つの一次側シャフト１、６には、動力エネルギーを二次側シャフト１０に伝達するため、ギア４、８、９が設けられている。二次側シャフトにもギア１１、１２、１４が設けられていて、これらのギアはさらに中間ドライブ１５及びディファレンシャル１６を介して駆動輪に接続される。

２つの連結手段５、１３によって、内燃機関３、電気機械７と、駆動輪の種々の接続を伴う種々の走行モードが可能になる。

図２は、連結システムのドッグクラッチの位置に応じて利用可能な、各種走行モードを示す。

２つの一次側シャフト１、６の間の第１の連結手段５は、３つの位置を取ることができる。

第１の位置（第１のドッグクラッチの位置０、ニュートラル）においては、内燃機関３は、電気機械７を駆動輪に接続しているドライブチェーンから切り離されている。

第２の位置（第１のドッグクラッチの位置２、道路）においては、内燃機関３は、電気機械７から独立して駆動輪を駆動している。

第３の位置（第１のドッグクラッチの位置１、連結）においては、内燃機関３と電気機械７は連結されていて、それぞれのトルクが車輪側に合算される。

電気機械７に接続された第２の一次側シャフト６と二次側シャフト１０とを直接接続する第２の連結手段１３もまた、３つの位置を取ることができる。

第１の位置（第２のドッグクラッチの位置０、ニュートラル）においては、電気機械７は二次側シャフト１０に直接連結されていない。

第２の位置（第２のドッグクラッチの位置１、市街地）においては、電気機械７は第１のギア比で二次側シャフト１０に直接連結されている。

第３の位置（第２のドッグクラッチの位置２、ハイウェイ）においては、電気機械７は第２のギア比で二次側シャフト１０に直接連結されている。

（主としてドッグクラッチを含む）連結手段５、１３のそれぞれの３つの位置によって、（例えば）Ｈｙｂ２１、ＺＥＶ１、Ｈｙｂ１１、Ｔｈｅｒｍ２、ニュートラル、再充電、Ｈｙｂ２３、ＺＥＶ３、及びＨｙｂ３３と呼ばれる、新しい動作モードを得ることができる。１つのモードから他のモードへは、図２及び３でａ１からａ２４として参照される、１セットの遷移によってスイッチ可能である。

図１に示すタイプのトランスミッションの利点の１つは、機械的な同期装置が不要な点である。したがって、１つの走行モードから別の走行モードへの移行には、係合されるべき要素同士を同期するのに、電子制御を用いる。

即ち、１つの走行モードから別の走行モードへの移行が起こる際に経由する遷移には、トルクアクチュエータ（内燃機関３及び電気機械７）の制御と、その遷移に関係するドッグクラッチ（単数または複数）の移動の制御とを必然的に伴う。

運転状況に応じて、走行モードの切替には大なり小なり時間がかかる。走行モードの切替中においては、進行中の遷移が不適切になるような、運転者の意図の変更があり得る。

かくして走行モード間の遷移の中断を管理することが可能なハイブリッドトランスミッションの制御方法が求められている。

本発明は、少なくとも１つの内燃機関、少なくとも１つの電気機械、及び少なくとも２つの駆動輪に関する種々の接続形態に係る、少なくとも２つの走行モードで動作可能な自動車用ハイブリッドトランスミッションの制御方法に関する。本方法は、
走行モード間の遷移が、遷移開始時の現走行モードと、走行モード設定点とに基づいて制御されるステップと、
現走行モードが遷移ステップの走行モードと同等でなく、走行モード設定点が最終走行モードと同等でないと判定された場合には、運転者からの変更要求の際に、動作の中断が進行中かどうかを判定して、遷移の中断が可能かどうかを判定するステップと、次いで
動作の中断の判定結果に従って、遷移を継続するか、または新たな遷移を実行するステップとを含む。

遷移開始時の現走行モードと走行モード設定点とに基づいて走行モード間の遷移を制御するために、以下の各ステップが実行される。
走行モード設定点が現走行モードと合致しているかどうかを判定するステップ、
これに該当しない場合には、現走行モードを初期走行モード値に記憶し、走行モード設定点を最終走行モード値に記憶するステップ、次いで
初期走行モードから最終走行モードへと移行する経路を決定し、遷移ステップカウンターを１に初期化するステップ、次いで
遷移ステップの走行モードに対してモード遷移を指示し、次いで現走行モードが遷移ステップの走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
これに該当する場合には、現走行モードが最終走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
これに該当する場合には、方法を終了させるステップ、
現走行モードが最終走行モードと同等でない場合には、遷移ステップカウンターを増分し、次いでモード遷移制御ステップへ、さらに遷移ステップの走行モードへと方法を続けるステップ、
現走行モードが遷移ステップの走行モードと同等ではないと判定された場合には、走行モード設定点が最終走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
これに該当する場合には、モード遷移制御ステップへ、さらに遷移ステップの走行モードへと方法を続けるステップ。

運転者からの変更要求に際して、遷移の中断が可能かどうかを判定するために、
現走行モードが遷移ステップの走行モードと同等でなく、走行モード設定点が最終走行モードと同等でないと判定された場合には、中断の判定に関する要求を実施し、次いで動作の中断が適切であるかどうかを判定するステップを実行することができる。

判定の結果に応じて、遷移を継続するかまたは新たな遷移を開始するために以下のステップが実行される。
動作の中断が進行中にあると判定された場合に、進行中の遷移をトランスミッションのレベルで停止し、次いで、走行モード設定点が現走行モードと合致するかどうかを判定するステップへと方法を続ける。
現在の遷移を中断しない方が適切であると判定された場合に、遷移ステップの走行モードへと遷移を続ける。
次いで、現走行モードが遷移ステップの走行モードと同等であるかどうかを判定する。
これに該当しない場合には、遷移ステップの走行モードに向けた遷移継続ステップへと方法を続ける。
これに該当する場合には、方法は、走行モード設定点が現走行モードと合致するかどうかを判定するステップへと方法を続ける。

走行モードの切替は、既定のシフトの経路に従って行われるように、モニタリングすることができる。

走行モードの切替をモニタリングすることによって、運転者の意図に即した、進行中の動作の中断が可能になる。

判定メカニズムは、経路間のコスト比較に基づくことができる。

本発明の他の特徴、目的、及び利点は、単なる非限定的な具体例に係る以下の記載、及び添付図面から明らかとなるであろう。

自動車用ハイブリッドトランスミッションを示す。 連結システムのドッグクラッチの位置に応じて利用可能な、トランスミッションの各種の走行モードを示す。 図２から採られた遷移の簡略表である。 中断を考慮に入れた走行モードの切替を可能にする、制御管理方法の主要なステップを示す。 遷移の中断を含む走行モードの遷移をモニタリングする方法を示す。

図２及び図３では、図１のトランスミッションの９つの状態Ｅ１〜Ｅ９、及びこれらの状態間の２４の可能な遷移ａ１〜ａ２４が表されている。１つの状態から別の状態に移行するのに、幾つかの経路が可能である。例えば、状態Ｅ１から状態Ｅ７に移行するのに、連鎖経路Ｅ１、ａ５、Ｅ４、ａ１５、Ｅ７または、Ｅ１、ａ５、Ｅ４、ａ１１、Ｅ５、ａ１７、Ｅ８、ａ２３、Ｅ７などが実行されてよい。

判定を可能にするために、各遷移に要するコスト（または重み）を導入して、選択された判定基準がどのように満たされるかを判定できるようにする。

ｃｉは、遷移ａｉに掛かるコストを表す。

したがって経路の総コストは、この経路の範囲によってカバーされる各遷移に掛かる各コストの合計である。上記の第２の遷移例を繰り返すことによって、以下の総コストが求められる。
Ｃｏｓｔ（Ｅ１，ａ５，Ｅ４，ａ１１，Ｅ５，ａ１７，Ｅ８，ａ２３，Ｅ７）＝ｃ５＋ｃ１１＋ｃ１７＋ｃ２３

こうして、遷移が中断する可能性は、２つの経路のコスト比較によって決まる。
− 新たな行先に合流するため、プログラム設定表によって、初期走行モードに戻る（即ち進行中の遷移を放棄する）ように辿られる経路
− 新たな行先に合流するため、プログラム設定表によって、以前の行先から辿られる（即ち新たな行先に対応する前に、進行中の遷移は完了される）経路

図４は、現走行モードから走行モード設定点への移行を可能にする、トランスミッションの制御方法を示す。この方法には、遷移の途中で、走行モード設定点の変更という形態で遷移の中断を考慮に入れることが含まれる。

運転者からの変更要求の際に、遷移の中断をするかどうかを判定し、次いで判定の結果に応じて遷移を継続するか、または新たな遷移を開始する。このため、方法には、走行モード間の遷移を制御する３つの大きなグループのステップが含まれる。

ステップ１７〜２５は、走行モード間の遷移を制御するために用いられる。

ステップ２６及び２７は、運転者による変更要求の間、遷移の中断の可能性を判定するために用いられる。

ステップ２８〜３０は、判定結果に応じて、遷移を継続するか、または新たな遷移を開始するために用いられる。

第１のステップ１７では、走行モード設定点が現走行モードに合致するかどうかが判定される。これに該当する場合には、方法は終了する。

該当しない場合には、方法は、現走行モードが初期走行モード値に記憶され、走行モード設定点が最終走行モード値に記憶される、第２のステップ１８へと続く。

ステップ１９では、初期走行モードから最終走行モードまでの（例えば一連のピークＥｉ＝ｋｉｎ＿ｍｏｄ（ｉ）によって規定される）経路が判定される。

ステップ２０で、遷移ステップカウンターは１にリセットされる。

方法は、遷移ステップｋｉｎ＿ｍｏｄ（ｉ）の走行モードにモード遷移が指示されるステップ２１へと続く。

ステップ２２で、現走行モードが中間遷移ステップの走行モードと同等かどうかが判定される。

これに該当する場合には、方法は、現走行モードが最終走行モードと同等かどうかが判定される、ステップ２３へと続く。該当する場合には、方法は終了する。該当しない場合には、遷移ステップカウンターは、ステップ２４で増分され、その後、方法はステップ２１へと続く。

ステップ２２で、現走行モードが遷移ステップｋｉｎ＿ｍｏｄ（ｉ）の走行モードと同等でない場合には、方法は、走行モード設定点が最終走行モードと同等かどうかが判定される、ステップ２５へと続く。

これに該当する場合には、方法はステップ２１へと続く。該当しない場合には、方法は、上記の中断決定要求が行われるステップ２６へ、次いで動作の中断が適切であるかどうかが判定されるステップ２７へと続く。

動作の中断が適切であると宣言する条件は、以下のとおりである。
即時の動作が何も開始されない（例えば、ドッグクラッチシステムが、まだ動作していない）、且つ
コスト分析によって、現在の動作を継続するよりも中断する方が支持されている。

ステップ２７で、現在の動作に中断があったと判定された場合、方法は、トランスミッションのレベルで現在の動作の停止が指示されるステップ２８へと続き、さらに方法が再開されるステップ１７へと続く。

ステップ２７で現在の動作が中断されなかったと判定された場合、方法は、遷移が中間遷移ステップの走行モードへと続く、ステップ２９へと続く。

次いで、方法は、現走行モードが目標の中間遷移ステップの走行モードと同等かどうかが判定される、ステップ３０へと続く。これに該当しない場合には、方法はステップ２９へと続く。該当する場合には、方法はステップ１７へと続く。

図５は、遷移の中断の管理を含むモニタリング方法を示す。

図３と比較すると、安定状態（即ち確立された走行モード）Ｅ１〜Ｅ９、及び遷移ａ１〜ａ２４に対して、以下の要素が加えられている。
Ｔｉ−ｊ： 状態Ｅｉから状態Ｅｊへの遷移の制御を可能にする状態。
ｉＴｉ−ｊ： 遷移Ｔｊ−ｉを経由して状態Ｅｉに戻ることを可能にするため、遷移Ｔｉ−ｊを中断するフラグ。

図５に示す方法では、本決定メカニズムによって、フラグｉＴｉ−ｊを評価することが可能になる。したがって、現在の遷移を中断する決断が下された場合（即ちｉＴｉ−ｊ＝１のとき）、（開始された）遷移Ｔｉーｊは、遷移Ｔｊ−ｉに移行し、それによって状態Ｅｉに戻ることが可能になる。こうして、走行モードの切替は、既定のシフトの経路に従って行われるように、モニタリングされる。このモニタリングによって、進行中の動作の中断が可能になり、それによって運転者の意図がより良く考慮に入れられ得る。最後に、上記のように、意思決定メカニズムは、経路間のコスト比較に基づく。

Claims (5)

1. 少なくとも１つの内燃機関（３）、少なくとも１つの電気機械（７）及び少なくとも２つの駆動輪に関する種々の接続形態に係る少なくとも２つの走行モード（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８、Ｅ９）で動作可能な自動車用ハイブリッドトランスミッションの制御方法であって、
   現走行モードと、走行モード間の遷移中に変更され得る走行モード設定点とに基づいて、走行モード間の遷移を制御するステップ、
   走行モード間の遷移中に前記走行モード設定点が変更されたと判定された場合に、遷移の中断をするかどうかを決定するステップ、及び
   次いで、遷移の中断をするかどうかの決定結果に応じて、前記遷移を継続するか、または前記遷移を中断して新たな遷移を実行するステップを含み、
   現走行モードと、走行モード間の遷移中に変更され得る走行モード設定点とに基づいて、走行モード間の遷移を制御するために、
   前記走行モード設定点が現走行モードと合致するかどうかを判定するステップ、
   前記走行モード設定点が現走行モードと合致しない場合には、現走行モードを初期走行モードとして記憶し、前記走行モード設定点を最終走行モードとして記憶するステップ、
   前記初期走行モードから前記最終走行モードへと移行する経路を決定するステップ、次いで
   遷移ステップカウンターを１に初期化するステップ、次いで
   決定された前記経路に沿った次の遷移先の走行モードへのモード遷移を指示する指示ステップ、次いで
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等である場合、現走行モードが前記最終走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
   現走行モードが前記最終走行モードと同等である場合には、方法を終了させるステップ、
   現走行モードが前記最終走行モードと同等でない場合には、前記遷移ステップカウンターを増分し、次いで、決定された前記経路に沿ったさらに次の遷移先の走行モードへのモード遷移を指示するため、前記指示ステップへと戻るステップ、
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等でないと判定された場合には、前記走行モード設定点が前記最終走行モードと同等かどうかを判定するステップ、
   前記走行モード設定点が前記最終走行モードと同等である場合に、前記指示ステップへと戻るステップ、を実行する制御方法。
2. 運転者からの変更要求の際に、遷移の中断をするかどうかを決定するために、
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等でなくて、前記走行モード設定点が前記最終走行モードと同等でないと判定された場合に、中断決定に関する要求を行うステップ、次いで遷移の中断が適切であるかどうかを判定するステップを実行する、請求項１に記載の制御方法。
3. 前記遷移の中断をするかどうかの決定結果に応じて、前記遷移を継続するか、または前記遷移を中断して新たな遷移を実行するため、
   進行中の動作を中断すると決定された場合に、進行中の動作を前記トランスミッションのレベルで停止し、次いで前記走行モード設定点が現走行モードと合致するかどうかを判定する前記ステップへと方法を継続するステップ、
   前記遷移の中断をしないことが適切であると決定された場合には、前記次の遷移先の走行モードに向けて遷移を継続するステップ、次いで
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等であるかどうかを判定するステップ、
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等でない場合には、前記次の遷移先の走行モードに向けて遷移を継続する前記ステップへと方法を継続するステップ、
   現走行モードが前記次の遷移先の走行モードと同等である場合には、前記走行モード設定点が現走行モードと合致するかどうかを判定する前記ステップへと方法を継続するステップ、が実行される、請求項１または２に記載の制御方法。
4. 遷移の中断をすることが決定された際の走行モードの切替が、既定のシフト経路に従って行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御方法。
5. 遷移の中断をするかどうかを決定する判定メカニズムは、経路間のコスト比較に基づくことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御方法。

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